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21.
基于数字图像的土、岩和混凝土内部结构定量分析和力学数值计算的研究进展 总被引:4,自引:0,他引:4
土、岩及混凝土是一种内部结构极其复杂的材料,内部细观组成和结构决定了它们在外力作用下内部应力和应变等物理场的分布状态,在很大程度上控制了它们的宏观力学响应和破坏机理和过程。自1995年以来,数字图像处理技术作为一种材料细观空间结构及几何形态的精确量测和数字表述手段快速地被应用于沥青混凝土、水泥混凝土、土和岩体材料细观结构定量分析中来。本文在研究相关文献的基础上,分析和研究了数字图像技术在土、岩及混凝土内部结构定量分析和力学数值计算中的发展过程和研究成果,内容包括:单个骨料颗粒形态特征定量分析;土、岩和混凝土内部结构定量分析;岩体结构定量分析中的应用;基于数字图像处理的土、岩和混凝土细观结构力学计算。在此基础上,本文进一步对数字图像技术在岩土领域中的应用进展及未来的发展趋势进行了探讨,认为数字图像作为一种空间分布测量手段和数字表述方法使得它具有巨大的潜力,特别是在岩土领域的纵深发展过程中,它可能实现考虑细微观结构性的岩土力学和工程分析和预测的、新的方法和理论。 相似文献
22.
爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁的动力响应及破坏形态分析 总被引:15,自引:0,他引:15
对基于Timoshenko梁理论建立的非线性动力有限元法作了改进。根据压区理论得到混凝土的平均剪应力和平均剪应变关系,建立了能反映箍筋的抗剪作用的材料模型;此外,对结构在爆炸荷载作用下可能出现的各种响应现象进行了描述,以准确地预测梁破坏时不同位置截面上钢筋和混凝土的受力、变形及破坏情况。应用改进的材料模型,对爆炸荷载作用下的五个钢筋混凝土试验梁的动力响应和破坏形态进行了数值模拟,结果表明,该数值方法能较好地模拟钢筋混凝土梁的弯曲、弯剪和剪切等破坏形态。 相似文献
23.
变分原理通常应用于箱形截面梁剪力滞效应弹性分析,本文基于换算截面法,运用变分原理推导了预应力混凝土简支箱梁均布荷载作用、钢筋混凝土简支箱梁集中荷载作用的剪力滞系数计算公式,考虑了混凝土开裂对箱梁剪力滞效应的影响,并与试验结果和规范方法进行了对比分析。变分原理分析开裂混凝土箱梁剪力滞效应方法力学概念明确,是其弹性分析适用范围的拓展,亦可推广应用到混凝土连续箱梁开裂后的剪力滞效应分析,具有广阔的应用前景。 相似文献
24.
汽车碰撞砼护拦过程的数值模拟 总被引:2,自引:0,他引:2
将汽车与砼护拦简化为刚体,给出了描述碰撞过程中车辆三维空间运动的Euler-Lagrange方程-微分代数方程组,采用半显式外插方法求解上述方程组。数值计算得出的车辆各方向上的最大平均加速度、最大侧倾角、最大俯仰角、车轮沿护拦面的最大爬升值及车辆脱离护拦时的弹出角等结果是从乘员风险和车辆轨迹等多角全面评估砼护拦的安全性能的重要依据。针对美国NewJercy型砼护拦的实际算例与文献结果吻合较好。 相似文献
25.
混凝土层裂强度测量的新方法 总被引:6,自引:0,他引:6
提出了利用Hopkionson压杆测量混凝土层裂强度的新实验方法:用高聚物材料取代传统的金属材料透射杆,混凝土试件为细长杆,由于高聚物波阻抗比混凝土小,试件中压缩波在试件/吸收杆界面反射后形成拉伸波使试件产生层裂破坏,通过吸收杆上透射波形可以确定混凝土层裂强度。由于波在粘弹性材料中的弥散效应,吸收杆中透射波形会发生变化,但三维有限元分析表明,在利用吸收杆上透射波确定混凝土层裂强度时弥散产生的影响可以忽略。按照一维特征线理论,可以由吸收杆上的应变波形确定出混凝土材料的层裂强度。 相似文献
26.
A disk-shaped compact tension (DC(T)) test has been developed as a practical method for obtaining the fracture energy of asphalt
concrete. The main purpose of the development of this specimen geometry is the ability to test cylindrical cores obtained
from in-place asphalt concrete pavements or gyratory-compacted specimens fabricated during the mixture design process. A suitable
specimen geometry was developed using the ASTM E399 standard for compact tension testing of metals as a starting point. After
finalizing the specimen geometry, a typical asphalt concrete surface mixture was tested at various temperatures and loading
rates to evaluate the proposed DC(T) configuration. The variability of the fracture energy obtained from the DC(T) geometry
was found to be comparable with the variability associated with other fracture tests for asphalt concrete. The ability of
the test to detect changes in the fracture energy with the various testing conditions (temperature and loading rate) was the
benchmark for determining the potential of using the DC(T) geometry. The test has the capability to capture the transition
of asphalt concrete from a brittle material at low temperatures to a more ductile material at higher temperatures. Because
testing was conducted on ungrooved specimens, special care was taken to quantify deviations of the crack path from the pure
mode I crack path. An analysis of variance of test data revealed that the prototype DC(T) can detect statistical differences
in fracture energy resulting for tests conducted across a useful range of test temperatures and loading rates. This specific
analysis also indicated that fracture energy is not correlated to crack deviation angle. This paper also provides an overview
of ongoing work integrating experimental results and observations with numerical analysis by means of a cohesive zone model
tailored for asphalt concrete fracture behavior. 相似文献
27.
混凝土单轴受拉的非局部本构模型 总被引:1,自引:0,他引:1
混凝土受拉本构行为存在很强的局部软化现象,使得单轴受拉试验无法给出应力-应变关系,而只能给出应力-位移关系。本文根据内变量理论和等效应变假设建立了基于真实应变的混凝土单轴受力本构方程,并根据Weibull分布可以描述混凝土等脆性材料断裂过程的试验现象,建立了关于弹性应变的损伤演化规律。然后,通过假设平均应变与真实弹性应变的函数关系,在应力-平均应变的本构关系中采用平均弹性应变以描述其非局部行为,而在材料的损伤演化规律中采用真实弹性应变以描述其局部行为,由此建立了单轴受拉荷载条件下的非局部本构模型。最后,对一个单调受拉试验和一个反复受拉试验的仿真结果表明所提出的非局部本构模型可以准确地模拟试验结果。 相似文献
28.
Numerical simulation: The dynamic behavior of reinforced concrete plates under normal impact 总被引:3,自引:0,他引:3
This investigation deals with the use of the finite element method on the reinforced concrete structural dynamic response and failure behavior when subjected to the projectile impacts of different velocities, using the test conducted in [S.J. Hanchak, M.J. Forrestal, E.R. Young, J.Q. Ehrgott, Perforation of concrete slabs with 48 MPa (7 ksi) and 140 MPa (20 ksi) unconfined compressive strengths, Int. J. Impact Eng. 12 (1992) 1–7]. The Johnson–Holmquist concrete material constitutive law model is employed to simulate the large strains, high strain states and high pressures to which the concrete is subjected. The projectile impact velocity ranges from 381 m/s to 1058 m/s. Numerical simulations demonstrate that the Johnson–Holmquist concrete material constitutive model can describe the different failure modes without any predefined defects in the element mesh, and normally obtain good agreement between the numerical simulations and test results. 相似文献
29.
土中爆炸冲击混凝土道面的数值模拟 总被引:2,自引:0,他引:2
炸药在多相介质中的爆炸是气态爆轰产物和固态介质之间的耦合作用问题,对其进行数值模拟一般不考虑炸药而直接将爆轰压力加在介质上,而耦合方法对炸药和其周围的介质进行离散,炸药和介质采用统一的控制方程,通过界面条件实现相互作用。任意拉格朗日欧拉(Arbitary Lagrangian and Eularian)法,是最近兴起的适用于计算固体大变形问题的数值计算方法。将其引入爆炸力学计算,可以避免由于物质的大变形引起的单元畸变和计算困难。同时混凝土的损伤模型,更加符合混凝土在高应变率加载条件下的力学特性和破坏机理。将这三种方法引入数值模拟,计算结果与相关试验结果有较好的吻合。 相似文献
30.